帧中继

帧中继概述：•是由国际电信联盟通信标准化组和美国国家标准化协会制定的一种标准。

•它定义在公共数据网络上发送数据的过程。

•它是一种面向连接的数据链路技术，为提供高性能和高效率数据传输进行了技术简化，它靠高层协议进行差错校正，并充分利用了当今光纤和数字网络技术。

帧中继的作用：•帧使用DLCI进行标识，它工作在第二层；帧中继的优点在于它的低开销。

•帧中继在带宽方面没有限制，它可以提供较高的带宽。

•典型速率56K-2M/s内选择 Frame Relay 拓扑结构：•全网结构：提供最大限度的相互容错能力；物理连接费用最为昂贵。

•部分网格结构：对重要结点采取多链路互连方式，有一定的互备份能力。

•星型结构：最常用的帧中继拓扑结构，由中心节点来提供主要服务与应用，工程费最省帧中继的前景：•一种高性能，高效率的数据链路技术。

•它工作在OSI参考模型的物理层和数据链路层，但依赖TCP上层协议来进行纠错控制。

•提供帧中继接口的网络可以是一个ISP服务商；也可能是一个企业的专有企业网络。

•目前，它是世界上最为流行的WAN协议之一，它是优秀的思科专家必备的技术之一。

子接口的配置：•点到点子接口–子接口看作是专线–每一个点到点连接的子接口要求有自己的子网–适用于星型拓扑结构•多点子接口（和其父物理接口一样的性质）–一个单独的子接口用来建立多条PVC，这些PVC连接到远端路由器的多点子接口或物理接口–所有加入的接口都处于同一的子网中–适用于 partial-mesh 和 full-mesh 拓扑结构中帧中继术语:•DTE：客户端设备(CPE),数据终端设备•DCE：数据通信设备或数据电路端接设备•虚电路（VC）：通过为每一对DTE设备分配一个连接标识符，实现多个逻辑数据会话在同一条物理链路上进行多路复用。

•数字连接识别号（DLCI）：用以识别在DTE和FR之间的逻辑虚拟电路。

•本地管理接口（LMI）：是在DTE设备和FR之间的一种信令标准，它负责管理链路连接和保持设备间的状态。

帧中继介绍1.什么是帧中继帧中继（Frame-relay,FR）是面向连接的第二层协议，它和X.25类似。

X.25有三层构成：physical、Data-Link,Packet对应于OSI的下三层，X.25是有纠错机制，可靠性高，但带宽有限。

Frame-relay比X.25有效，是X.25的替代者。

帧中继在用户设备（DTE）和网络设备（帧中继交换机）之间提供一个数据包交换数据的通信接口，帧中继是典型的包交换技术。

同样带宽的Frame-relay通信费用比专线要低，帧中继允许用户设备在帧中继交换网络比较空闲的时候以高于ISP所承诺的速率进行传输。

2.帧中继的合理性随着网络的发展，用户经常需要租用线路把分散在各地的用户设备连接起来。

如图示topoly1 假设要把4个不同城市的公司分支连接，如采用DDN专线点到点连接，则一共需6条物理线路，每台设备上要拉3对物理线路，同时每个路由器需有3个串口和声母连接。

如要实现全互联的点数为n，则专线数量为nx(n-1)/2这样会带来3个问题：(1)当网络迅速发展时，专线数量会急剧膨胀，物理线路铺设费用会大大增加。

(2)路由器串行接口数量也会增加。

(3)扩展性能差，需增加新的连接时，要增加新的硬件设备和线路。

帧中继的出现解决以上的问题，网络中的每个节点只通过一条线路连接到帧中继云上，线路的代价大大减低，每个路由器也只需要一个串行接口了。

ISP只需要配置他们的帧中继交换机，在两个用户设备之间增加一条PVC接口，无须更改硬件设备。

3.帧中继帧格式帧中继是一种W AN数据包交换协议，它运行在OSI的物理层和数据链路去上。

包交换是一种W AN交换方法，使网络设备共享一条链路将数据包发向目的设备。

帧中继帧格式。

如图topoly2Flag:标志帧的开始或结束，01111110 (7E)帧中继头部：包含地址位和各种控制位数据：用户的数据FCS:帧校验位4.帧中继术语永久虚电路（PVC）:虚电路是永久建立的链路，由ISP在其帧中继交换机静态配置交换表实现。

帧中继概念帧中继配置命令有哪些1.帧中继概念1、帧中继（FRAME RELAY）是在用户--网络接口之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变的一种承载业务，它是以帧为单位，在网络上传输，并将流量控制、纠错等功能，全部交由智能终端设备处理的一种新型高速网络接口技术。

2、帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端日益智能化的情况下，由X25分组交换技术发展起来的一种传输技术。

2.帧中继配置命令有哪些帧中继交换机在实际工程环境中一般不需要我们配置，由运营商设置完成，但在实验环境中，要求掌握帧中继交换机的基本配置配置示例：frame-relay switchinginterface s0/1encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 102 interface s0/2 201// 定义PVC，该条命令是，s0/1口的DLCI 102，绑定到s0/2口的201 DLCI号frame-relay route 103 interface s0/3 301no shutdown主接口运行帧中继（Invers-arp）FRswitch（帧中继交换机）的配置：frame-relay switchinginterface s0/1 // 连接到R1的接口encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 102 interface s0/2 201// 定义PVC，该条命令是，s0/1口的DLCI 102，绑定到s0/2口的201 DLCI号no shutdowninterface s0/2 // 连接到R2的接口encapsulation frame-relayframe-relay intf-type dceclock rate 64000frame-relay route 201 interface s0/1 102no shutdownR1的配置如下：interface serial 0/0ip address 192.168.12.1 255.255.255.252encapsulation frame-relay// 接口封装FR，通过invers-arp发现DLCI，并建立对端IP到本地DLCI的映射（帧中继映射表）no shutdownR2的配置如下：interface serial 0/0ip address 192.168.12.2 255.255.255.252encapsulation frame-relayno shutdown在FRswitch上查看PVI（验证配置）：FRswitch#show frame-relay routeInput Intf Input Dlci Output Intf Output Dlci StatusSerial0/1 102 Serial0/2 201 activeSerial0/2 201 Serial0/1 102 active在R1上查看帧中继映射R1#show frame-relay mapSerial0/0 (up): ip 192.168.12.2 dlci 102(0x66,0x1860), dynamic,broadcast,, status defined, activeR1#ping 192.168.12.2Type escape sequence to abort.Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.12.2, timeout is 2 seconds:环境2 主接口运行帧中继（静态映射）FRswitch的配置同上，这里不再赘述上述案例是终端路由器采用动态invers-arp获取帧中继相关映射信息，本例采用静态建立映射的方式进行配置。

6.6.2 帧中继的体系结构图6-24 给出了帧中继服务的几个主要组成部分。

整个帧中继网络可以用一个云状网络来表示。

图中画了两个用户：用户 A 和用户B 。

用户要通过帧中继用户接入电路（User Access Circuit）才能连接到帧中继网络。

常用的用户接入电路的速率是64 kb/s 和2.048 Mb/s（或T1 速率1.544 Mb/s）。

理论上也可使用T3 或E3 的速率。

帧中继用户接入电路又称为用户网络接口UNI（User－to－Network Interface）。

UNI 有两个端口。

在用户的一侧叫做用户接入端口（User Access Port），而在帧中继网络一侧的叫做网络接入端口（Network Access Port）。

用户接入端口就是在用户屋内设备CPE（Customer Premises Equipment）中的一个物理端口（例如，一个路由器上端口）。

一个UNI 中可以有一条或多条虚电路（永久的或交换的）。

图中的UNI 画有两条永久虚电路：PVC1和PVC2。

从用户的角度来看，一条永久虚电路PVC 就是跨接在两个用户接入端口之间。

每一条虚电路都是双向的，并且每一个方向都有一个指派的CIR。

CIR 就是许诺的信息速率（Committed Information Rate）。

为了区分开不同的PVC，每一条PVC 的两个端点都各有一个数据链路连接标识符DLCI （Data link Connection Identifier）。

关于CIR 和DLCI 后面还要讨论。

帧中继提供数据链路层和物理层规格参数。

任何较高层协议都独立于帧中继规约，这就简化了在现存各种产品中的帧中继的实现。

数据链路层协议为较高层协议提供了对于传输系统的接口，它基于ISDN 的LAPD 的数据链路层协议。

LAPD 提供了全部数据链路服务，包括差错控制和寻址。

对于帧中继网，差错控制是端到端功能。

这种简化了的功能（即不包括差错控制功能）被称为LAPD 的核心功能（core function）。

帧中继（FR）详解⼀、什么是帧中继（FR）帧中继技术是在开放系统互联（OSI）第⼆层上⽤简化的⽅法传送和交换数据单元的⼀种技术。

OSI共有七层：物理层、数据链路层、⽹络层、传送层、会话层、表⽰层和应⽤层。

帧中继仅完成OSI的物理层和链路层核⼼功能，将流量控制、纠错等功能留给智能化的终端设备去完成。

这样⼤⼤地简化了节点之间的协议；⼜帧中继采⽤虚电路技术，能充分地利⽤⽹络资源，使帧中继具有延时⼩、吞吐量⼤、适合突发性业务等优点。

图3.1 OSI模型和帧中继模型帧中继技术的特点：1，帧中继技术主要⽤于传递数据信息，它将数据信息以满⾜帧中继协议的帧的形式有效地进⾏传送。

2，帧中继传送数据信息所使⽤的传输链路是逻辑连接，⽽不是物理连接。

在⼀个物理连接上可以复⽤多个逻辑连接，使⽤这种⽅式可实现带宽复⽤及动态分配带宽。

3，帧中继协议简化了X.25的第三层功能，使⽹络功能的处理⼤⼤地简化，提⾼了⽹络对信息处理的效率。

只采⽤物理层和链路层的两级结构，在链路层中仅保留其核⼼的⼦集部分。

4，在链路层完成统计复⽤、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作，省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，⼤⼤节省了交换机的开销，提⾼了⽹络吞吐量、降低了通信时延。

⼀般FR⽤户的接⼊速率在64kbps～2Mbps之间，近期FR的速率已提⾼到（8～10）Mbps，今后将达到45Mbps。

5，交换单元——帧的信息长度远⽐分组长度要长，预约的最⼤帧长度⾄少要达到1600字节／帧，适合于封装局域⽹（LAN）的数据单元。

6，提供⼀套合理的带宽管理和防⽌阻塞的机制，⽤户有效地利⽤预先约定的带宽，即承诺的信息速率（CIR），并且还允许⽤户的突发数据占⽤未预定的带宽，以提⾼整个⽹络资源的利⽤率。

7，与分组交换⼀样，FR采⽤⾯向连接的交换技术，可以提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务，但⽬前已应⽤的FR⽹络中，只采⽤PVC业务。

实验七：帧中继配置⏹实验目的1、掌握帧中继基本概念、DLCI含义、LMI作用、静态和动态映射区别2、掌握帧中继基本配置：如接口封装、DLCI配置、LMI配置等3、能够对帧中继进行基本故障排除⏹实验要求1、帧中继拓扑与地址规划；2、帧中继基本配置和帧中继网云配置（如帧中继交换表配置）3、ospf配置4、验证帧中继配置并给出配置清单⏹实验拓扑⏹实验设备（环境、软件）路由器3个，网云一个，串口线3条。

⏹实验设计到的基本概念和理论帧中继用虚电路为面向连接的服务建立连接。

DLCI的含义是数据链路连接标识，在源和目的设备之间标识逻辑电路的一个数值。

LMI的含义是本地管理接口，是客户前端设备和帧中继交换机之间的信令标准，负责管理设备之间的连接、维护设备之间的连接状态。

⏹实验过程和主要步骤1、地址规划情况2、单个路由器的基本配置清单（1）路由器Router0配置Router>enableRouter#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface s2/0Router(config-if)#no ip addressRouter(config-if)#encapsulation frame-relayRouter(config-if)#interface s2/0.1 multipointRouter(config-subif)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0Router(config-subif)#bandwidth 64Router(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.2 102 broadcastRouter(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.3 103 broadcastRouter(config-subif)#exitRouter(config)#interface s2/0Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to up%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0.1, changed state to upRouter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to up %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0.1, changed state to up （2）路由器Router1配置Router>enableRouter#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface s2/0Router(config-if)#no ip addressRouter(config-if)#encapsulation frame-relayRouter(config-if)#interface s2/0.1 multipointRouter(config-subif)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0Router(config-subif)#bandwidth 64Router(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.1 201 broadcastRouter(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.3 203 broadcastRouter(config-subif)#exitRouter(config)#interface s2/0Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to up%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0.1, changed state to upRouter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to up %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0.1, changed state to up（3）路由器Router2配置Router>enableRouter#config tEnter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z.Router(config)#interface s2/0Router(config-if)#no ip addressRouter(config-if)#encapsulation frame-relayRouter(config-if)#interface s2/0.1 multipointRouter(config-subif)#ip address 192.168.1.3 255.255.255.0Router(config-subif)#bandwidth 64Router(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.1 301 broadcastRouter(config-subif)#frame-relay map ip 192.168.1.2 302 broadcastRouter(config-subif)#exitRouter(config)#interface s2/0Router(config-if)#no shut%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0, changed state to up%LINK-5-CHANGED: Interface Serial2/0.1, changed state to upRouter(config-if)#%LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0, changed state to up %LINEPROTO-5-UPDOWN: Line protocol on Interface Serial2/0.1, changed state to up3、网云交换表配置（1）Se0端口的配置：（2）Se1端口的配置（3）Se2端口的配置（4）将其进行连接：4、验证三个路由器通信情况（1）Router0到Router1和Router2（2）Router1到Router0和Router2（3）Router2到Router0和Router1心得体会通过这次的实验我懂得了什么是帧中继以及其作用，知道了DLCI和LMI的含义及其重要性，同时也明白了如何配置帧中继。

DLCI（Data Link Circiut Identification，数据链路连接标识符）实际上就是帧中继网络中的第 2 层地址。

如图,当路由器 R1 要把数据发向路由器 R2 （IP为123.123.123.2）时，路由器 R1 可以用DLCI=102 来对 IP 数据包进行第 2 层的封装。

数据帧到了帧中继交换机，帧中继交换机根据帧中继交换表进行交换：从 S1 接口收到一个 DLCI 为102 的帧时，交换机将把帧从 S2 接口发送出去，并且发送出去的帧的 DLCI 改为 201。

这样路由器 R2 就会接收到 R1 发来的数据包。

而当路由器 R2 要发送数据给 R1（IP 为123.123.123.1）时，路由器 R2 可以用 DLCI=201 来对 IP 数据包进行第 2 层的封装，数据帧到了帧中继交换机，帧中继交换机同样根据帧中继交换表进行交换：从 S2 接口收到一个 DLCI为 201 的帧时，交换机将把帧从 S1 接口发送出去，并且发送出去的帧的 DLCI 改为 102。

这样路由器 R1 就会接收到 R2 发来的数据包。

通过以上分析可以知道DLCI实际上就是IP数据包在帧中继链路上进行封装时所需的第2 层地址。

图中各路由器中的第 3 层地址和第 2 层地址映射如下：R1： 123.123.123.2→102123.123.123.3→103R2： 123.123.123.1→201123.123.123.3→203R3： 123.123.123.1→301123.123.123.2→302LMI (Local Management Interface)提供DTE设备和帧中继之间的一种信令标准有三种标准CiscoANSIQ933a负责管理设备之间的连接及维护其连接状态路由器从帧中继交换机收到LMI 信息后，可以得知PVC 状态。

三种PVC 状态是：@激活状态（Active）：本地路由器与帧中继交换机的连接是启动且激活的。

什么是帧中继帧中继技术及其应用帧中继是八十年代初发展起来的一种数据通信技术，其英文名为Frame Relay，简称FR。

它是从X.25分组通信技术演变而来的。

什么是帧中继? 它有什么优点? 用帧中继来干什么?本文将就这些问题作简单的介绍。

一、数据通信技术发展演变的过程数据通信的目的就是要完成计算机之间、计算机与各种数据终端之间的信息传递。

为了实现数据通信，必须进行数据传输，即将位于一地的数据源发出的数据信息通过数据通信网络送到另一地的数据接收设备。

被传递的数据信息的类型是多种多样的，其典型的应用有文件传送、电子信箱、可视图文、文件检索、远程医疗诊断等。

数据通信网交换技术历经了电路方式、分组方式、帧方式、信元方式等阶段。

电路方式是从一点到另一点传送信息且固定占用电路带宽资源的方式，例如专线DDN数据通信。

由于预先的固定资源分配，不管在这条电路上实际有无数据传输，电路一直被占着。

分组方式是将传送的信息划分为一定长度的包，称为分组，以分组为单位进行存储转发。

在分组交换网中，一条实际的电路上能够传输许多对用户终端间的数据而不互相混淆，因为每个分组中含有区分不同起点、终点的编号，称为逻辑信道号。

分组方式对电路带宽采用了动态复用技术，效率明显提高。

为了保证分组的可靠传输，防止分组在传输和交换过程中的丢失、错发、漏发、出错，分组通信制定了一套严密的，较为繁琐的通信协议，例如：在分组网与用户设备间的X.25规程就起到了上述作用，因此人们又称分组网为“X.25网”。

帧方式实质上也是分组通信的一种形式，只不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢复差错，防止拥塞的处理过程进行了简化。

帧方式的典型技术就是帧中继。

由于传输技术的发展，数据传输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短了处理时间，提高了效率。

帧中继网内部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。

帧中继（FrameRelay，FR）技术是在OSI第二层(数据链路层)上用简化的方法传送和交数换据单元的一种技术。

它是一种面向连接的数据链路技术，为提供高性能和高效率数据传输进行了技术简化，它靠高层协议进行差错校正，并充分利用了当今光纤和数字网络技术。

总之,FR是一种用于构建中等高速报文交换式广域网的技术。

同时它也是是由国际电信联盟通信标准化组和美国国家标准化协会制定的一种标准。

帧中继的作用和应用：①帧使用DLCI进行标识，它工作在第二层；帧中继的优点在于它的低开销。

②帧中继在带宽方面没有限制，它可以提供较高的带宽。

典型速率56K-2M/s内，最大速度可达到T3(45Mb/s)。

③采用虚电路技术，对分组交换技术进行简化，具有吞吐量大、时延小，适合突发性业务等特点，能充分利用网络资源。

④可以组建虚拟专用网，即将网络上的几个节点，划分为一个分区，并设置相对独立的网络管理机构，对分区内数据流量及各种资源进行管理；分区内各节点共享分区内网络资源，相互间的数据处理和传送相对独立，对帧中继网络中的其他用户不造成影响。

采用虚拟专用网所需要费用比组建一个实际的专用网经济合算，因此对大企业用户十分有利。

帧中继和ATM的比较：目前，计算机局域网(LAN)之间或主机间的互连主要使用两种技术：帧中继和ATM。

国内很多地方都已经开始将这两种技术应用到企业网、校园网等部门网络中。

目前大多数帧中继应用的运行速率为56Kbit／s／64Kbit／s或512Kbit／s，而ATM可达155Mbit／s、622Mbit／，和2．5Gbit／s，但ATM技术复杂，ATM设备比帧中继设备昂贵得多，一般用户难以接受。

从未来发展看，ATM适宜承担B—ISDN(宽带综合业务数字网)的骨干网部分，用户接入网可以是时分多路复用(TDM)、帧中继、语音、图像、LAN、多媒体等，帧中继将作为用户接入网发挥其作用。

帧中继的前景：①一种高性能，高效率的数据链路技术。

CCNP第九讲-帧中继帧中继提供了虚拟专用网技术（VPN）技术，提供基于MA的广域网架构。

以太网的MA是BMA（广播流量），FR的MA是VBMA（非广播流量）。

帧中继是二层协议，帧中继的广域网拓扑是星型拓扑，中间设备是帧中继交换机，拓扑中有一个Hub结点和多个Spoke结点，Hub节点可以同时访问所有Spoke节点，但是Spoke节点不能直接互相访问，必须经过Hub节点。

帧中继定义了VC（虚电路）的概念，虚电路(VC)分为交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）交换虚电路：在传输报文时帧中继交换机临时组建的虚电路，数据传输完毕之后就立即拆除虚电路；缺点：延迟交大。

永久虚电路：永久存在，由运营商组建，但是这条虚电路是多家用户公用的。

优点：没有延迟，不用重复建立和拆除虚电路。

PVC的标识：DLCI（Data Link Connection Identifier）l类似于以太网的MAC地址。

DLCI是由帧中继交换机分配给客户端路由器，与主接口不是一一对应，hub节点可以有多个DLCI，在帧中继交换机上，DLCI具有全局意义，一个DLCI只能属于一个PVC，帧中继交换机转发基于DLCI。

LMI（Local Management Interface）:帧中继交换机的信令机制。

常用有三个标准：Cisco ANSI Q933aLMI Auto Sence (LMI 自适应)两台路由器，离帧中继交换机较近的一端叫local端，较远的一端叫remote端。

LMI PVC的三个状态：1.Active :local端OK，remote端OK2.Inactive:local端OK，remote端有问题3.Delete:local端down，remote端未知。

映射：本地DLCI映射对端IP地址。

进入所有路由器以及帧中继交换机的所有接口，将接口封装为帧中继的类型，在物理层DCE端输入clock rate 以及在所有接口no shutdown.R1(config)#int s0/0R1(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR1(config-if)#no shutdownR2(config)#int s0/0R2(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR2(config-if)#no shutdownR3(config)#int s0/0R3(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR3(config-if)#no shutdownR4(config)#int s0/0R4(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR4(config-if)#no shutdownR5(config)#int s0/0R5(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR5(config-if)#no shutdownR6(config)#int s0/0R6(config-if)#encapsulation frame-relay ietfR6(config-if)#no shutdown在R4、R5、R6之间运行EIGRP协议R4(config)#router eigrp 90R4(config-router)#network 45.1.1.4 0.0.0.0R4(config-router)#network 46.1.1.4 0.0.0.0R5(config)#router eigrp 90R5(config-router)#network 45.1.1.5 0.0.0.0R5(config-router)#network 56.1.1.5 0.0.0.0R6(config)#router eigrp 90R6(config-router)#network 56.1.1.6 0.0.0.0R6(config-router)#network 46.1.1.6 0.0.0.0将R4\R5\R6路由器模拟为帧中继交换机，然后在帧中继交换机的所有接口上配置二层的接口类型为DCE。